一株产交替糖菌株及用该菌发酵生产交替糖的方法

摘要

一株产交替糖菌株及用该菌发酵生产交替糖的方法，属于食品生物技术领域。本发明提供一株柠檬明串珠菌(Leuconostoccitreum)SK24.002，保藏编号为CCTCC NO：M 2011398，该菌株是从我国传统发酵泡菜中经平板菌落特征初筛，采用一级发酵逐一摇瓶培养，利用NMR与IR技术进行产物对比测试，得到一株高产新型葡聚糖-交替糖的产生菌；经液体深层发酵可得交替糖，产量超过25g/L。该交替糖产品易溶于水，粘度低、加工稳定性佳，可作为益生元、增稠剂、填充剂等应用于食品、保健品、日化、医药、高分子材料等多个领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一株交替糖高产菌及用该菌株发酵法生产交替糖，属于食品生物技术领域。

背景技术

随着社会的发展，人们生活发生了很大的变化，如生活节奏加快、社会竞争激烈、饮食结构改变、环境污染等。这些变化无不威胁着人们的健康，而大多数的人群都处于亚健康状态。目前，广大公众对自身健康状况日益关注，有越来越多的人选择使用食物来改变这种状况，从“治已病”为主前移到“治未病”和养生保健，从“被动医疗”转向“主动健康”。为了顺应现代食品科技发展的方向并满足消费者的健康需求，低血糖、低热量的功能性碳水化合物已成为21世纪健康食品的发展潮流。

葡聚糖是以α-D-吡喃葡萄糖为单体形成的高分子碳水化合物，是自然界中最重要的多糖。由于葡聚糖链接方式、聚合度、空间结构等的不同，形成性质和外观差异甚大的多种类型，如常见的淀粉、纤维素、右旋糖苷等。国内外学者的研究表明，葡聚糖具有免疫抗癌作用，预防高血压、动脉硬化，有助于减肥；并可用作代血浆、凝胶过滤剂、优质凝胶、食用低热葡聚糖添加剂、化妆品、石油助剂、B.T.杀虫剂的增效剂等，具有广泛的应用价值，有不少研究者致力于葡聚糖研究。其中交替糖（alternan）含有(1, 6)与(1, 3)两种类型的糖苷键，其作为一种新型的葡聚糖，具有良好的生理功效及加工特性因而被广泛关注。目前，国外一些学者报道微生物产葡聚糖蔗糖酶利用小分子糖进行受体反应生成交替糖，但是大多数微生物产交替糖产量很低，远没达到工业化的要求。

本发明人深入调查和研究了现有技术并对交替糖菌种及加工方法进行了研究，最终我们发现一株交替糖高产菌及用该菌株发酵法生产交替糖。基于上述发现提出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交替糖高产菌及用该菌株发酵生产交替糖的方法，所得交替糖可应用于食品、保健品、日化、医药、高分子材料等多个领域。

本发明的技术方案：从我国传统发酵泡菜中分离得到一株产交替糖菌株，分类命名为柠檬明串珠菌（Leuconostoc citreum）SK 24.002，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2011398。

采用柠檬明串珠菌CCTCC NO：M 2011398为出发菌株，经种子培养、液体深层发酵生产交替糖。生产步骤为：

（1）种子培养：种子培养基（g/L）：葡萄糖5~10，酵母粉10~20，无水氯化钙0.02~0.025，磷酸氢二钾10~15，七水合硫酸镁0.2~0.5，一水合硫酸锰0.01~0.015，pH6.8~7.0。培养条件：8~12h，30~37℃，160~200 rpm。

（2）液体深层发酵：发酵培养基（g/L）：蔗糖100~120，酵母膏15~20，无水氯化钙0.02~0.03，磷酸氢二钾 15~20，七水合硫酸镁 0.2~0.5，吐温80 5~10 mL/L培养基，pH 6.8~7.0。发酵条件：将步骤（1）经种子培养后的种子培养基按体积百分比6%~10%接入发酵培养基中，发酵时间24~48h，温度30~37℃，160~200 rpm。

产品交替糖的发酵产量达到25-40g/L，糖苷键连接方式为α（1, 3）与α（1, 6）交替连接，且两者的比例为0.6:1-1:1；分子质量为1.0×10⁶~5.0×10⁷。

产品交替糖的餐后血糖生成指数小于55%，属于低血糖类型葡聚糖。

采用红外光谱仪按KBr压片法和核磁共振NMR技术测定交替糖的官能基团及糖苷键连接方式，其中在13C NMR图谱上化学位移为99.95ppm与98.67ppm的峰值分别代表吡喃葡萄糖α-1, 3与α-1, 6糖苷键中被连接的异头碳的数量。

交替糖的分子量的测定采用高效凝胶排阻色谱（HPSEC）的方法测定。

交替糖的餐后血糖生成指数测定及计算按FAO/WHO推荐的葡萄糖氧化酶法。

本发明的有益效果：提出了一株交替糖的高产菌株，柠檬明串珠菌（Leuconostoc citreum）SK 24.001微生物菌株为一株新的菌株，用该菌株经种子培养、液体深层发酵制得交替糖，产量达到25-40g/L。该菌适于液体连续发酵培养以及高细胞密度培养，发酵时间短、成本低、产量高，适合于大规模生产。本发明制备的产品交替糖可应用于食品、医药、日用化学品等多个领域，市场前景十分看好，经济效益广阔。

生物材料样品保藏：柠檬明串珠菌（Leuconostoc citreum）SK 24.002，保藏单位名称：中国典型培养物保藏中心，简称CCTCC，地址：中国武汉武汉大学，保藏编号为CCTCC NO：M 2011398，保藏日期2011年11月18日。

附图说明

图1   交替糖分子结构图。

图2   ¹³C NMR图。

具体实施方式

下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明所保护的内容不仅仅局限于下面的实例。

实施例1   柠檬明串珠菌SK24.002的发酵培养

种子培养：种子培养基，葡萄糖10 g，酵母粉10g，无水氯化钙0.02g，磷酸氢二钾15g，七水合硫酸镁0.5g，一水合硫酸锰0.01g，蒸馏水定容至1000mL，调节pH到6.8。在30℃以200 rpm摇床培养12h。

液体深层发酵培养：发酵培养基，蔗糖100g，酵母膏20g，无水氯化钙0.03g，磷酸氢二钾 20g，七水合硫酸镁 0.2g，吐温80 5mL，蒸馏水定容至1000mL，调节pH至7.0；按6%接种到发酵培养基中，37℃下以160rpm摇床培养24h，最终交替糖含量达到30.5g/L。

实施例2   柠檬明串珠菌SK24.002的发酵培养

种子培养基：葡萄糖5 g，酵母粉20g，无水氯化钙0.025g，磷酸氢二钾10g，七水合硫酸镁0.2g，一水合硫酸锰0.01g，蒸馏水定容至1000mL，调节pH到7.0。在37℃下以160 rpm摇床培养8h。

液体深层发酵培养基：蔗糖120g，酵母膏15g，无水氯化钙0.02g，磷酸氢二钾 15g，七水合硫酸镁 0.5g，吐温80 10mL，蒸馏水定容至1000mL，调节pH到6.9，按10%接种到发酵培养基中，30℃下以200rpm摇床培养48h，最终交替糖含量达到38.4g/L。

本文所描述的具体实施案例仅作为对本发明精神和部分实验做举例说明。本发明所涉领域的技术人员可以对所描述的具体实施案例做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。